(57)【要約】【課題】広大な設置面積を必要とせず、かつエネルギー消費量が少ない濃塩水生成装置を得る。【解決手段】原水ポンプ１２を稼動して濃塩水タンク２４に海水９０を貯留した後、循環ポンプ３４及び熱源４０を稼動して濃塩水タンク２４の海水９０を加熱すると共に濃塩水タンク２４と膜蒸留膜モジュール１８との間で循環させる。これと共に加熱していない海水９０を膜蒸留膜モジュール１８内を通過させることにより、膜蒸留膜モジュール１８では上記循環されている海水から淡水のみを抽出して排出し、上記循環されている海水は塩分濃度が徐々に高くなるので、該塩分濃度が１５％に達した時点で上記循環を停止する。その後、濃塩水タンク２４に貯留されている濃塩水を蒸発タンク４２に移した後に熱源４４を稼動させて塩分濃度約１８％の濃塩水を生成する。そして、加圧ポンプ５０を稼動することによって吹付器５２を介して岩塩ルーム５４の内壁に濃塩水を吹き付ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海水を貯留した第１のタンクと、
前記第１のタンクに貯留された海水を加熱する第１の加熱手段と、
内部に設けられた膜を隔てて配置された温海水が通過する第１の通路と冷海水が通過する第２の通路とを備えると共に前記第１の加熱手段によって加熱された海水が前記第１のタンクと前記第１の通路との間で循環されかつ前記第２の通路に加熱されていない海水が通過された際に前記加熱された海水から淡水のみを抽出することによって第１の濃塩水を生成する第１の濃塩水生成手段と、
前記第１の濃塩水生成手段により生成された前記第１の濃塩水を貯留する第２のタンクと、
前記第２のタンクに貯留された前記第１の濃塩水を加熱することにより前記第２のタンクに貯留された前記第１の濃塩水の塩分濃度を高めて第２の濃塩水とする第２の加熱手段と、
を備えた濃塩水生成装置。
【請求項２】
前記第１の加熱手段によって加熱された海水の前記第１のタンクと前記第１の通路との間の循環を制御すると共に前記第１のタンクに貯留された海水の塩分濃度が所定の濃度に達した場合に前記第１のタンクと前記第１の通路との間の前記循環を停止するように制御する制御手段
を更に備えた請求項１記載の濃塩水生成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記海水の原水の塩分濃度及び前記第１のタンクの寸法に基づいて前記第１のタンクに貯留された海水の塩分濃度が前記所定の濃度になった場合の水位を算出し、該算出された水位に前記第１のタンクの水位が達したときに前記第１のタンクに貯留された海水の塩分濃度が前記所定の濃度に達したと判断して前記循環を停止するように制御する請求項２記載の濃塩水生成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第２のタンクに貯留された前記第１の濃塩水に対する前記第２の加熱手段による加熱動作を制御すると共に前記第２のタンクに貯留された前記第１の濃塩水の塩分濃度が第２の所定の濃度に達した場合に前記加熱動作を停止するように制御する請求項２又は請求項３に記載の濃塩水生成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第２のタンクに貯留された前記第１の濃塩水の塩分濃度及び前記第２のタンクの寸法に基づいて前記第２のタンクに貯留された前記第１の濃塩水の塩分濃度が前記第２の所定の濃度になった場合の水位を算出し、該算出された水位に前記第２のタンクの水位が達したときに前記第２のタンクに貯留された前記第１の濃塩水の塩分濃度が前記第２の所定の濃度に達したと判断して前記加熱動作を停止するように制御する請求項４記載の濃塩水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濃塩水生成装置に係り、特に、塩分濃度が海水より高い濃塩水を生成する濃塩水生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、塩分濃度が海水より高い濃塩水を生成する技術として適用し得る方法として、天日塩田法、塩田−せんごう法、イオン交換膜法（電気透析法）があった。
【０００３】
図１１は、天日塩田法、塩田−せんごう法、及びイオン交換膜法の各々の手順をまとめて示したものである。なお、同図における矢印の破線が天日塩田法、一点鎖線が塩田−せんごう法、実線がイオン交換膜法、の各々の手順の流れを示している。
【０００４】
同図に示すように、天日塩田法は、塩田に貯留した海水中の水分を太陽エネルギーによって蒸発させることにより塩分濃度が高められたかん水を生成し、該かん水に対して引き続き塩田において太陽エネルギーによる蒸発を継続して結晶塩を生成するものである。
【０００５】
また、塩田−せんごう法は、塩田に貯留した海水中の水分を太陽エネルギー及び風によって蒸発させることにより塩分濃度が高められたかん水を生成し、該かん水を蒸発結晶缶で煮詰めることによってかん水中の水分を蒸発させて固形塩を生成するものである。
【０００６】
また、イオン交換膜法は、図１２に示すように、海水９０が貯留された容器内に２枚のイオン交換膜９７を所定間隔隔てて設け、容器内における一方のイオン交換膜９７の外側にプラス電極９８Ａを、他方のイオン交換膜９７の外側にマイナス電極９８Ｂを、各々海水９０に浸すように設置して海水９０内に電気を流すことによってイオンを移動させて、イオン交換膜９７によって淡水と濃塩水とに分離した後に淡水のみを排出することによって塩分濃度が高められたかん水を生成し、該かん水を蒸発結晶缶で煮詰めることによってかん水中の水分を蒸発させて固形塩を生成するものである。
【０００７】
上記の天日塩田法、塩田−せんごう法、イオン交換膜法の各々の途中段階として生成されるかん水が塩分濃度が海水より高い濃塩水に相当する。
【０００８】
一方、従来より、海水、海藻等の海洋資源と海洋性気候を利用した療法であり、人間が本来保有している自然治癒力を活かして心身の機能を高めるタラソテラピー（海洋療法）の有効性が知られている。
【０００９】
このタラソテラピーのための施設の一つとして、内部の壁面が岩塩層で覆われた岩塩ルームがあり、岩塩ルームの内部は岩塩層から発散されるマイナスイオンが充満した空間となっており、人間の健康増進に有効である。
【００１０】
従来、このような岩塩ルームを人工的に施工する技術はなかった。
【特許文献１】特開平１０−２４５２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した天日塩田法及び塩田−せんごう法では、塩田を構成するための広大な土地を必要とする、という問題点があった。
【００１２】
また、上述したイオン交換膜法では、電気エネルギーの消費量が非常に大きい、という問題点があった。
【００１３】
本発明は上記問題点を解消するために成されたものであり、広大な設置面積を必要とせず、かつエネルギー消費量が少ない濃塩水生成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１記載の濃塩水生成装置は、海水を貯留した第１のタンクと、前記第１のタンクに貯留された海水を加熱する第１の加熱手段と、内部に設けられた膜を隔てて配置された温海水が通過する第１の通路と冷海水が通過する第２の通路とを備えると共に前記第１の加熱手段によって加熱された海水が前記第１のタンクと前記第１の通路との間で循環されかつ前記第２の通路に加熱されていない海水が通過された際に前記加熱された海水から淡水のみを抽出することによって第１の濃塩水を生成する第１の濃塩水生成手段と、前記第１の濃塩水生成手段により生成された前記第１の濃塩水を貯留する第２のタンクと、前記第２のタンクに貯留された前記第１の濃塩水を加熱することにより前記第２のタンクに貯留された前記第１の濃塩水の塩分濃度を高めて第２の濃塩水とする第２の加熱手段と、を備えている。
【００１５】
請求項１に記載の濃塩水生成装置によれば、内部に設けられた膜を隔てて配置された温海水が通過する第１の通路と冷海水が通過する第２の通路とを備えた第１の濃塩水生成手段により、第１の加熱手段によって加熱された海水が該海水を貯留した第１のタンクと第１の通路との間で循環されかつ第２の通路に加熱されていない海水が通過された際に、加熱された海水から淡水のみが抽出されて第１の濃塩水が生成される。なお、この際生成される第１の濃塩水の塩分濃度は、第１の濃塩水生成手段に設けられた膜の特性に基づいて決定される所定濃度が上限とされる。また、上述した第１の濃塩水生成手段による淡水の抽出方法は膜蒸留法と呼ばれている。
【００１６】
次に、第１の濃塩水生成手段により生成された第１の濃塩水が第２のタンクに貯留された後、第２の加熱手段によって、第２のタンクに貯留された第１の濃塩水が加熱されることにより第１の濃塩水の塩分濃度を高めた第２の濃塩水が生成される。
【００１７】
このように、請求項１に記載の濃塩水生成装置によれば、加熱されていない海水を膜蒸留法における冷却源として用いていると共に、加熱されていない海水と加熱された海水とを各々第１の濃塩水生成手段の内部を膜を隔てて隣接して通過させることにより第１の濃塩水を生成しているので、エネルギー効率が非常によく、エネルギー消費量を少なくすることができると共に、海水の加熱面積を小さくすることができ、設備の設置面積を小さくすることができる。
【００１８】
また、請求項２記載の濃塩水生成装置は、請求項１記載の濃塩水生成装置において、前記第１の加熱手段によって加熱された海水の前記第１のタンクと前記第１の通路との間の循環を制御すると共に前記第１のタンクに貯留された海水の塩分濃度が所定の濃度に達した場合に前記第１のタンクと前記第１の通路との間の前記循環を停止するように制御する制御手段を更に備えたことを特徴とするものである。
【００１９】
また、請求項３記載の濃塩水生成装置は、請求項２記載の濃塩水生成装置において、前記制御手段は、前記海水の原水の塩分濃度及び前記第１のタンクの寸法に基づいて前記第１のタンクに貯留された海水の塩分濃度が前記所定の濃度になった場合の水位を算出し、該算出された水位に前記第１のタンクの水位が達したときに前記第１のタンクに貯留された海水の塩分濃度が前記所定の濃度に達したと判断して前記循環を停止するように制御することを特徴とするものである。
【００２０】
また、請求項４記載の濃塩水生成装置は、請求項２又は請求項３に記載の濃塩水生成装置において、前記制御手段は、前記第２のタンクに貯留された前記第１の濃塩水に対する前記第２の加熱手段による加熱動作を制御すると共に前記第２のタンクに貯留された前記第１の濃塩水の塩分濃度が第２の所定の濃度に達した場合に前記加熱動作を停止するように制御することを特徴とするものである。
【００２１】
また、請求項５記載の濃塩水生成装置は、請求項４記載の濃塩水生成装置において、前記制御手段は、前記第２のタンクに貯留された前記第１の濃塩水の塩分濃度及び前記第２のタンクの寸法に基づいて前記第２のタンクに貯留された前記第１の濃塩水の塩分濃度が前記第２の所定の濃度になった場合の水位を算出し、該算出された水位に前記第２のタンクの水位が達したときに前記第２のタンクに貯留された前記第１の濃塩水の塩分濃度が前記第２の所定の濃度に達したと判断して前記加熱動作を停止するように制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１記載の濃塩水生成装置によれば、加熱されていない海水を膜蒸留法における冷却源として用いていると共に、加熱されていない海水と加熱された海水とを各々第１の濃塩水生成手段の内部を膜を隔てて隣接して通過させることにより第１の濃塩水を生成しているので、エネルギー効率が非常によく、エネルギー消費量を少なくすることができると共に、海水の加熱面積を小さくすることができ、設備の設置面積を小さくすることができる、という効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明に係る濃塩水生成装置の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、本発明に係る濃塩水生成装置で生成した濃塩水を用いて岩塩ルームを施工する場合について説明する。
【００２４】
〔第１実施形態〕
まず、図１を参照して、本発明の濃塩水生成装置の第１の濃塩水生成手段として本実施形態で適用する膜蒸留法の原理について説明する。
【００２５】
同図に示すように、本実施形態で適用する膜蒸留法では、厚さ約３００ミクロンの膜９２により仕切られた一方側に所定温度に加熱された温海水９０Ａを膜９２の表面に平行（図１矢印Ａ方向）に流すと共に、他方側に上記温海水９０Ａより温度が低い冷海水９０Ｂを温海水９０Ａと平行でかつ逆方向（図１矢印Ｂ方向）に流す。
【００２６】
従って、膜９２の両側には温度差が発生し、この温度差によって温海水９０Ａの水蒸気が図１矢印Ｃ方向に膜９２を通過して移動し、冷海水９０Ｂの通過によって冷却された冷却面９４の表面で凝縮されて水滴９６になり、この水滴９６を図１矢印Ｄ方向に移動させて淡水を得ることができる。従って、このような膜蒸留法を実施した後の温海水９０Ａは、得られた淡水の量に応じて塩分濃度が高められた塩水となる。
【００２７】
次に、図２を参照して、本第１実施形態に係る濃塩水生成装置１０、岩塩ルーム５４、及びその周辺の構成について説明する。同図に示すように、本第１実施形態に係る濃塩水生成装置１０は海水９０を汲み上げる原水ポンプ１２を備えており、原水ポンプ１２の海水９０を流出する流出口はろ過装置１４の流入口に配管されている。なお、原水ポンプ１２は濃塩水生成装置１０全体の動作を制御する制御盤３２に接続されており、制御盤３２は原水ポンプ１２の作動の制御を随時行うことができる。
【００２８】
ろ過装置１４のろ過処理がなされた海水９０を流出する流出口は上述した膜蒸留法を実現する膜蒸留膜モジュール１８の冷海水９０Ｂを流入する流入口に配管されており、膜蒸留膜モジュール１８の冷海水９０Ｂを流出する流出口はモータ２０によって流出方向が変更される１流入２流出のモータ弁２２の流入口に配管されている。なお、モータ２０は制御盤３２に接続されており、制御盤３２はモータ弁２２の流出方向を随時変更することができる。
【００２９】
また、モータ弁２２の一方の流出口は濃塩水タンク２４の流入口に配管されており、モータ弁２２の他方の流出口は濃塩水生成装置１０の外部へと配管されている。また、濃塩水タンク２４の上部には濃塩水タンク２４内に貯留された塩水の水位を検知するレベル計２８が設置されており、さらに、濃塩水タンク２４の内部には濃塩水タンク２４内に貯留された塩水の塩分濃度を検知するセンサ３０が設置されている。なお、レベル計２８、及びセンサ３０は制御盤３２に接続されており、制御盤３２は濃塩水タンク２４内に貯留された塩水の水位及び塩分濃度を随時知ることができる。センサ３０としては、電気伝導度計や塩分計等が適用できる（後述するセンサ４８も同様）。
【００３０】
一方、濃塩水タンク２４の流出口は循環ポンプ３４の流入口に配管されており、循環ポンプ３４の流出口はモータ３６によって流出方向が変更される１流入２流出のモータ弁３８の流入口に配管されている。なお、循環ポンプ３４及びモータ３６は制御盤３２に接続されており、制御盤３２は循環ポンプ３４の作動の制御及びモータ弁３８の流出方向の変更を随時行うことができる。
【００３１】
また、モータ弁３８の一方の流出口は蒸発タンク４２の流入口に配管されており、他方の流出口は流入された塩水を所定温度（本実施形態では最高約８０℃）に加熱する熱源４０の流入口に配管されている。なお、熱源４０は制御盤３２に接続されており（接続線は図示省略）、制御盤３２は熱源４０による塩水の加熱動作を制御することができる。
【００３２】
さらに、熱源４０の流出口は膜蒸留膜モジュール１８の温海水９０Ａを流入する流入口に配管されており、膜蒸留膜モジュール１８の温海水９０Ａを流出する流出口は濃塩水タンク２４の流入口に配管されており、膜蒸留膜モジュール１８の淡水を流出する流出口は濃塩水生成装置１０の外部へと配管されている。
【００３３】
一方、蒸発タンク４２の上部には蒸発タンク４２内に貯留された塩水の水位を検知するレベル計４６が設置されており、また、蒸発タンク４２の内部には蒸発タンク４２内に貯留された塩水の塩分濃度を検知するセンサ４８が設置されており、さらに蒸発タンク４２の下部には蒸発タンク４２内に貯留された塩水を加熱する熱源４４が蒸発タンク４２と一体的に設置されている。なお、熱源４４、レベル計４６、及びセンサ４８は制御盤３２に接続されており（熱源４４から制御盤３２への接続線は図示省略）、制御盤３２は熱源４４による蒸発タンク４２内に貯留された塩水の加熱動作を制御することができると共に、蒸発タンク４２内に貯留された塩水の水位及び塩分濃度を随時知ることができる。また、熱源４４による加熱動作によって、蒸発タンク４２内に貯留された塩水の水分が水蒸気として蒸発タンク４２の外部に放出される。
【００３４】
また、蒸発タンク４２の流出口は圧力ポンプ５０の流入口に配管されており、圧力ポンプ５０の流出口はノズル、或いはスプレーガン等の吹付器５２の流入口に配管されている。この際、吹付器５２は、施工者によって、施工対象とする岩塩ルーム５４内の任意の位置に移動することができると共に、吹出口（流出口）を任意の方向に向けることができるように構成されている。なお、圧力ポンプ５０は制御盤３２に接続されており、制御盤３２は圧力ポンプ５０の作動の制御を随時行うことができる。
【００３５】
一方、岩塩ルーム５４の床面には排水路５６が備えられており、排水路５６の排出口は貯留槽５８の上端外縁に位置されており、排水路５６から排出された排水（塩水）は貯留槽５８内に貯留される。また、貯留槽５８の上部には貯留槽５８内に貯留された塩水の水位を検知するレベル計５９が設置されている。なお、レベル計５９は制御盤３２に接続されており、制御盤３２は貯留槽５８内に貯留された塩水の水位を随時知ることができる。
【００３６】
また、貯留槽５８の近傍には流入口が貯留槽５８に配管された取水ポンプ６０が設置されており、取水ポンプ６０の流出口はろ過装置６２の流入口に配管されており、さらにろ過装置６２の流出口は蒸発タンク４２の流入口に配管されている。なお、取水ポンプ６０は制御盤３２に接続されており、制御盤３２は取水ポンプ６０の作動の制御を随時行うことができる。
【００３７】
なお、膜蒸留膜モジュール１８が本発明の第１の濃塩水生成手段に、濃塩水タンク２４が本発明の第１のタンクに、熱源４０が本発明の第１の加熱手段に、蒸発タンク４２が本発明の第２のタンクに、熱源４４が本発明の第２の加熱手段に、各々相当する。
【００３８】
次に、以上のように構成されたものの作用について説明する。まず制御盤３２は、モータ２０によってモータ弁２２の流出方向を濃塩水タンク２４側に設定した後、原水ポンプ１２の稼動を開始する。これによって、原水ポンプ１２により海水９０が汲み上げられ、汲み上げられた海水９０はろ過装置１４、膜蒸留膜モジュール１８、及びモータ弁２２を順に通過した後に濃塩水タンク２４内へ至り、濃塩水タンク２４への海水９０の貯留が開始される。
【００３９】
次に制御盤３２は、レベル計２８によって濃塩水タンク２４内の水位を検知し、該水位が濃塩水タンク２４の上限水位に達した時点で、モータ２０によりモータ弁２２の流出方法を濃塩水生成装置１０の外部方向に変更する。従って原水ポンプ１２によって汲み上げられた海水９０は、これ以降、ろ過装置１４、膜蒸留膜モジュール１８、及びモータ弁２２を順に通過した後に濃塩水生成装置１０の外部へ排出される。
【００４０】
次に制御盤３２は、モータ３６によってモータ弁３８の流出方向を膜蒸留膜モジュール１８側に設定した後に、循環ポンプ３４の稼動を開始すると共に熱源４０による加熱動作を開始する。これによって、熱源４０により最高約８０℃に加熱された海水９０が濃塩水タンク２４と膜蒸留膜モジュール１８との間で循環される。この循環の際に膜蒸留膜モジュール１８内には加熱されていない海水９０が通過されているので、この加熱されていない海水９０及び上記加熱された海水９０の間の温度差によって膜蒸留膜モジュール１８内では、加熱された海水９０からの淡水の抽出が行われ、抽出された淡水は濃塩水生成装置１０の外部に排出される。一方、加熱された海水９０は、海水９０中の水分が淡水として抽出されるので、徐々に量が減少すると共に塩分濃度が高くなる。なお、本実施形態に係る濃塩水生成装置１０では、塩分濃度が最大約１５％に達するまで、濃塩水タンク２４内に貯留された海水９０（塩水）の濃縮が可能とされている。この約１５％は、本実施形態で使用する膜蒸留膜モジュール１８の膜素材の特性から設定した上限値である。従って、この値は一例であり、使用する膜素材の特性によって上下するものである。
【００４１】
次に制御盤３２は、センサ３０によって濃塩水タンク２４内の塩水の塩分濃度を検知し、該塩分濃度が１５％に達した時点で原水ポンプ１２、循環ポンプ３４の稼動及び熱源４０の加熱動作を停止した後、モータ３６によってモータ弁３８の流出方向を蒸発タンク４２側に変更し、循環ポンプ３４の稼動を再開する。これによって、濃塩水タンク２４に貯留されている塩分濃度が１５％とされた濃塩水の蒸発タンク４２への給水が開始される。
【００４２】
次に制御盤３２は、レベル計４６によって蒸発タンク４２内の水位を検知し、該水位が蒸発タンク４２の上限水位に達した時点で循環ポンプ３４の稼動を停止した後、熱源４４による加熱動作を開始する。これによって、蒸発タンク４２内に貯留された濃塩水への加熱が開始されるので、時間の経過に伴って濃塩水の水分が水蒸気となって蒸発タンク４２の外部へ放出され、濃塩水の量が徐々に少なくなると共に塩分濃度が徐々に高くなる。そこで制御盤３２は、センサ４８によって蒸発タンク４２内の塩分濃度を検知し、該塩分濃度が１８％に達した時点で熱源４４の加熱動作を停止する。なお、この１８％は海水中の塩類が析出し始める塩分濃度である。
【００４３】
その後、制御盤３２は、施工者からの指示に応じて圧力ポンプ５０の稼動を開始する。従って、これ以降、吹付器５２の吹出口からは、蒸発タンク４２内に貯留された塩分濃度が約１８％とされた濃塩水が吹き出すので、施工者は吹付器５２を把持して、吹付器５２から吹き出された濃塩水を岩塩ルーム５４内の壁面全般に渡って吹き付ける。
【００４４】
この結果、岩塩ルーム５４内の壁面に吹き付けられた濃塩水は壁面の表面をつたって図２矢印Ｅ方向に流下し、この流下の際に析出した塩類の結晶が壁面に付着する。一方、岩塩ルーム５４の床面まで流下した濃塩水は、排水路５６を図２矢印Ｆ方向に移動して貯留槽５８に流入する。
【００４５】
その後、制御盤３２は取水ポンプ６０を稼動することにより、貯留槽５８に貯留された濃塩水を取水し、ろ過装置６２を介することによってろ過した後に蒸発タンク４２内に流出する。このようにして蒸発タンク４２内に流入された濃塩水は再度圧力ポンプ５０によって加圧されて岩塩ルーム５４の壁面に吹き付けられる。
【００４６】
蒸発タンク４２に貯留された濃塩水の岩塩ルーム５４内の壁面への吹き付け、岩塩ルーム５４の床面に流下された濃塩水の排水路５６を介した貯留槽５８への流入、取水ポンプ６０による貯留槽５８に貯留された濃塩水の取水及びろ過装置６２を介した蒸発タンク４２への流出、という一連の動作を繰り返す間に、濃塩水は水分が蒸発して濃縮される。従って、岩塩ルーム５４内の壁面の表面や貯留槽５８内で結晶が析出して水量が徐々に減少するので、レベル計５９によって貯留槽５８内に貯留された濃塩水の水位を測定し、該測定値が一定値以下になった時点で圧力ポンプ５０及び取水ポンプ６０の稼動を停止し、再び上述した海水９０の濃塩水タンク２４への取水、膜蒸留膜モジュール１８による濃縮、蒸発タンク４２による濃縮を行うことによって、蒸発タンク４２内に塩分濃度約１８％の濃塩水が十分に溜まった時点で再び岩塩ルーム５４内の壁面への吹き付け操作を再開する。
【００４７】
このように、本第１実施形態に係る濃塩水生成装置１０では、比較的熱量を必要としない膜蒸留法によって塩分濃度が約１５％に達するまで海水９０を濃縮しているので、イオン交換膜法を利用した場合に比較して、少ない消費エネルギーで岩塩ルームを施工することができると共に、塩田を用いる場合に比較して、設備を設けるための敷地面積を狭くすることができる。
【００４８】
また、本第１実施形態に係る岩塩ルーム施工方法では、岩塩ルーム５４の内壁に対して濃塩水を繰り返し吹き付けることのみにより岩塩ルーム５４の内壁に岩塩層を形成しているので、簡易に岩塩ルームを施工することができる。
【００４９】
なお、本第１実施形態では、岩塩ルーム５４内の壁面に濃塩水を吹き付ける操作を施工者が行う場合について説明したが、岩塩ルーム５４内の壁面に濃塩水を吹き付けることができる形態であれば如何なる形態であってもよく、例えば図３に示すような形態としてもよい。
【００５０】
同図に示すように、この形態は、一定の間隔を隔てて複数の流出口が設けられた散水パイプ７０を岩塩ルーム５４内の天井面近傍に設け、圧力ポンプ５０の流出口を散水パイプ７０の流入口に配管したものである。この場合、圧力ポンプ５０及び取水ポンプ６０を駆動させるのみで施工者を介することなく自動的に岩塩ルーム５４内の壁面に濃塩水を吹き付けたり、シャワー状に流したりする操作を繰り返し実施することができるので、人件費を削減することができる。
【００５１】
また、本第１実施形態では、通常の環境における岩塩ルーム５４内の壁面に対して濃塩水を吹き付けて岩塩層を形成する場合について説明したが、この吹き付けの際に岩塩ルーム５４の内部の除湿、岩塩ルーム５４内の空気の加温等を実施することにより岩塩ルーム５４内を乾燥した環境とすることによって、岩塩ルーム５４内の壁面の岩塩層をより速く形成することができる。また、濃塩水を吹き付けた壁面及びその周辺をバーナー等によって加熱し、水分の蒸発を促進することによっても、岩塩ルーム５４内の壁面の岩塩層をより速く形成することができる。
【００５２】
また、本第１実施形態では、通常の壁面に対して濃塩水を吹き付けることにより岩塩層を形成する場合について説明したが、壁面に凹凸を設ける形態としてもよい。
【００５３】
図４（Ａ）は、壁６８の岩塩層を形成する側の表面に凸部７４Ａ及び凹部７４Ｂを網状に設けた場合の壁６８の正面図及び側面図であり、図４（Ｂ）は、壁６８の岩塩層を形成する側の表面に凸部７４Ａ及び凹部７４Ｂを格子状に設けた場合の壁６８の正面図及び側面図である。このように、壁６８の表面を凹凸のある形状に仕上げたり、ネットや網を壁面に貼り付けたりすることによって、凸部に濃塩水が滞留し、該滞留した濃塩水の水分が蒸発して結晶が析出するので、岩塩層の形成を促進することができる。
【００５４】
〔第２実施形態〕
上記第１実施形態で示した形態は、濃塩水生成装置１０によって生成された濃塩水を用いて直接岩塩ルームを施工する（以下、直接施工法という）場合の形態であったが、本第２実施形態では、工場において表面に岩塩層を形成した一定の大きさの複数の岩塩パネルをプレキャストで製作し、図５で示すように、製作した岩塩パネル７６を岩塩ルームの壁６８に取り付ける場合の実施の形態について説明する。
【００５５】
まず、図６を参照して、本第２実施形態に係る濃塩水生成装置１０、岩塩パネル７６を製作する工場５５、及びその周辺の構成について説明する。なお、図６の図２に示した構成と同様の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５６】
図６に示すように、本第２実施形態に係る形態は、図２に示した第１実施形態に対して、岩塩ルーム５４が内部に複数枚のパネル下地６６が設置された工場５５とされている点のみが相違している。
【００５７】
以上の構成において、施工者はパネル下地６６の表面に対して蒸発タンク４２に貯留された塩分濃度が約１８％とされた濃塩水を吹付器５２によって吹き付ける。パネル下地６６の表面に吹き付けられた濃塩水はパネル下地６６の表面をつたって流下し、この流下の際に析出した塩類の結晶がパネル下地６６の表面に付着する。一方、工場５５の床面まで流下した濃塩水は、排水路５６を介して貯留槽５８に流入する。
【００５８】
その後、制御盤３２は取水ポンプ６０を稼動することにより、貯留槽５８に貯留された濃塩水を取水し、ろ過装置６２を介することによってろ過した後に蒸発タンク４２内に流出する。このようにして蒸発タンク４２内に流入された濃塩水は再度圧力ポンプ５０によって加圧されて工場５５内のパネル下地６６の表面に吹き付けられる。
【００５９】
蒸発タンク４２に貯留された濃塩水のパネル下地６６の表面への吹き付け、工場５５の床面に流下した濃塩水の排水路５６を介した貯留槽５８への流入、取水ポンプ６０による貯留槽５８に貯留された濃塩水の取水及びろ過装置６２を介した蒸発タンク４２への流出、という一連の動作を繰り返す間に、濃塩水は水分が蒸発して濃縮される。従って、工場５５内のパネル下地６６の表面や貯留槽５８内で塩分の結晶が析出して水量が徐々に減少するので、レベル計５９によって貯留槽５８内に貯留された濃塩水の水位を測定し、該測定値が一定値以下になった時点で圧力ポンプ５０及び取水ポンプ６０の稼動を停止し、再び上述した海水９０の濃塩水タンク２４への取水、膜蒸留膜モジュール１８による濃縮、蒸発タンク４２による濃縮を行うことによって、蒸発タンク４２内に塩分濃度約１８％の濃塩水が十分に溜まった時点で再び工場５５内のパネル下地６６への吹き付け操作を再開する。
【００６０】
以上の動作を繰り返して実施することによって、表面に岩塩層が形成された岩塩パネル７６を製作することができる。
【００６１】
次に、図７を参照して、以上によって製作された岩塩パネル７６を岩塩ルーム５４の壁６８に取り付ける手順について説明する。
【００６２】
同図に示すように、まず岩塩ルーム５４の壁６８に胴縁８４を据え付け、岩塩パネル７６を岩塩パネル７６の四隅に設けられたネジ穴を介してネジ８６によって胴縁８４に固定する。
【００６３】
次に、ネジ８６の頭の部分を白色のパテ、粘土等の材料８８で埋めると共に、岩塩パネル７６間の隙間を白色のコーキング材８９によりコーキングする。
【００６４】
最後に、材料８８及びコーキング材８９の表面（露出面）に濃塩水をスプレー等で吹き付けて乾燥させることにより岩塩層６４Ｂを形成し、周辺の岩塩層６４と一体化する。
【００６５】
このように、本第２実施形態に係る濃塩水生成装置１０では、上記第１実施形態と同様に、比較的熱量を必要としない膜蒸留法によって塩分濃度が約１５％に達するまで海水９０を濃縮しているので、イオン交換膜法を利用した場合に比較して、少ない消費エネルギーで岩塩ルームを施工することができると共に、塩田を用いる場合に比較して、設備を設けるための敷地面積を狭くすることができる。
【００６６】
また、本第２実施形態に係る岩塩ルーム施工方法では、岩塩パネル７６をプレキャストで製作した後に岩塩ルーム５４の壁面に取り付ける形態としているので、岩塩ルーム５４の施工場所の近傍に濃塩水生成装置１０を含めた岩塩ルーム施工設備を設置する必要がなく、岩塩ルーム５４の施工場所の自由度を高くすることができる。
【００６７】
なお、本第２実施形態では、工場５５の内部に設置されたパネル下地６６に濃塩水を吹き付ける操作を施工者が行う場合について説明したが、工場５５内のパネル下地６６に濃塩水を吹き付けることができる形態であれば如何なる形態であってもよく、例えば図８に示す形態としてもよい。
【００６８】
同図に示すように、この形態は、一定の間隔を隔てて複数の流出口が設けられた散水パイプ７０を工場５５内の天井面近傍に設け、かつ圧力ポンプ５０の流出口を散水パイプ７０の流入口に配管すると共に、工場５５内の壁面に複数のパネル下地６６を設置したものである。この場合、圧力ポンプ５０及び取水ポンプ６０を駆動させるのみで施工者を介することなく自動的に工場５５内のパネル下地６６に濃塩水を繰り返し吹き付けたり、シャワー状に流したりすることができるので、人件費を削減することができる。
【００６９】
また、本第２実施形態では、通常の環境における工場５５内に設置されたパネル下地６６に対して濃塩水を吹き付けることにより岩塩パネル７６を製作する場合について説明したが、この吹き付けの際に、工場５５の内部の除湿、工場５５内の空気の加温等を実施することにより工場５５内を乾燥した環境とすることによって、パネル下地６６表面の岩塩層をより速く形成することができる。また、濃塩水を吹き付けたパネル下地６６をバーナー等によって加熱して水分の蒸発を促進することによっても、パネル下地６６表面の岩塩層をより速く形成することができる。
【００７０】
また、本第２実施形態では、表面が滑らかなパネル下地６６に対して濃塩水を吹き付けることにより岩塩層を形成する場合について説明したが、パネル下地６６の表面に凹凸を設ける形態としてもよい。この場合、流下する濃塩水が凸部に滞留し、該滞留した濃塩水の水分が蒸発して結晶が析出するので、岩塩層の形成を促進することができる。
【００７１】
〔第３実施形態〕
上記第２実施形態は、工場５５内に設置したパネル下地６６の表面に濃塩水を吹き付けることにより岩塩層を形成する形態であったが、本第３実施形態は、図９（Ａ）に示すように、上記第２実施形態における濃塩水タンク２４（図６も参照）または蒸発タンク４２内に生成された濃塩水を貯留した水槽７８にパネル下地６６を長時間浸すことによって岩塩層を形成するものである。
【００７２】
従って、この場合は、濃塩水生成装置１０における蒸発タンク４２より下流側の設備、即ち圧力ポンプ５０、吹付器５２、工場５５、貯留槽５８、取水ポンプ６０、及びろ過装置６２は設置する必要がない。
【００７３】
上述したようにパネル下地６６を濃塩水に浸すことによって、時間の経過に伴ってパネル下地６６の表面に塩分の結晶が析出してくるので、十分に析出した段階でパネル下地６６を水槽７８から取り出し、乾かすことによって岩塩パネル７６を製作することができる。
【００７４】
このように、本第３実施形態に係る岩塩ルーム施工方法では、蒸発タンク４２より下流側の設備が必要ないので、低コストに岩塩ルーム施工設備を構成することができる。
【００７５】
〔第４実施形態〕
本第４実施形態では、図９（Ｂ）に示すように、まず、海水９０が貯留された水槽７８内に鉄板、鉄製のネット等の基材８２を浸してこれを陰極とすると共に、フェライト等の電極８０を浸してこれを陽極とし、上記陰極及び陽極の間に微弱電流を流す。これによって、基材８２の表面には海水９０中のカルシウム、マグネシウム等のプラスイオンが付着して積層する（電着工法という）。
【００７６】
次に、プラスイオンが付着した基材８２をパネル下地６６として用いて、上記第２実施形態に示した構成及び手順によって、基材８２の表面に岩塩層を形成する。
このように、本第４実施形態に係る岩塩ルーム施工方法では、カルシウム、マグネシウム等のプラスイオンが付着して表面に微細な凹凸が形成された基材８２をパネル下地６６として用いているので、表面の岩塩層の形成を促進することができる。
【００７７】
なお、上記各実施形態では、センサ３０により検知された塩分濃度が１５％になった場合に濃塩水タンク２４内の濃塩水の生成を停止する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、取水海水の濃度（約３．５％）、濃塩水タンク２４の上限水位、濃塩水タンク２４の寸法等に基づいて濃塩水タンク２４に貯留された濃塩水の塩分濃度が１５％になった場合の目標水位を予め算出しておき、レベル計２８によって検知された水位が上記目標水位に達した場合に濃塩水タンク２４内の濃塩水の生成を停止する形態としてもよい。
【００７８】
また、上記各実施形態では、センサ４８により検知された塩分濃度が１８％になった場合に蒸発タンク４２内の濃塩水の生成を停止する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、蒸発タンク４２に当初に貯留された濃塩水の濃度（約１５％）、蒸発タンク４２の上限水位、蒸発タンク４２の寸法等に基づいて蒸発タンク４２に貯留された濃塩水の塩分濃度が１８％になった場合の目標水位を予め算出しておき、レベル計４６によって検知された水位が上記目標水位に達した場合に蒸発タンク４２内の濃塩水の生成を停止する形態としてもよい。
【００７９】
また、上記第１実施形態では、直接施工法によって岩塩ルーム５４を施工する場合について説明し、上記第２実施形態乃至第４実施形態では岩塩パネル７６をプレキャストで製作した後に岩塩ルーム５４内に取り付ける場合について説明したが、これらの実施形態を組み合わせて適用する形態としてもよい。
【００８０】
この場合、例えば、略半球状（所謂ドーム型）で、かつ天井の中心部分に水平な天井面が設けられた岩塩ルームを施工する場合、水平な天井面についてはプレキャストで製作した岩塩パネルを取り付け、水平な天井面の外周から床面に向けて曲面状とされた壁面に対しては直接施工法により岩塩層を形成することにより、天井面及び壁面全体に岩塩層を形成した効果的な岩塩ルームを容易に構築することができる。
【００８１】
また、上記第１実施形態乃至第４実施形態で示したように岩塩ルーム５４を施工した後は、図１０に示すように、濃塩水生成装置１０をそのまま残して、吹付器５２をより微細な粒子の噴霧が可能なノズル５３に取り替え、さらに海水９０の濃縮の度合いを調整することによって、岩塩ルーム５４内に各種塩分濃度の海塩粒子９１を霧状に噴霧することが可能となり、岩塩ルーム５４内を海塩粒子９１によるマイナスイオンで充満させる設備として利用することができる。
【００８２】
また、本発明の濃塩水生成装置は、海水から自然塩を製造する手段としても利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】各実施形態に係る膜蒸留法の構成及び原理の説明に用いる概略図である。
【図２】第１実施形態に係る濃塩水生成装置、岩塩ルーム、及びその周辺の概略構成を示す構成図である。
【図３】第１実施形態における岩塩ルームの内部構成の変形例を示す概略図である。
【図４】第１実施形態における岩塩ルーム内の壁面に凹凸を設けた状態を示す図であり、（Ａ）は網状の凹凸を設けた場合の正面図及び側面図、（Ｂ）は格子状の凹凸を設けた場合の正面図及び側面図である。
【図５】岩塩パネルをプレキャストで製作した後に壁面に取り付ける状態を示した破断側面図である。
【図６】第２実施形態に係る濃塩水生成装置、工場、及びその周辺の概略構成を示す構成図である。
【図７】第２実施形態においてプレキャストで製作した岩塩パネルを壁に取り付ける際の手順を示す破断側面図である。
【図８】第２実施形態における工場の内部構成の変形例を示す概略図である。
【図９】（Ａ）は第３実施形態における岩塩パネルの製作手順を示す概略図、（Ｂ）は第４実施形態における岩塩パネルの製作手順を示す概略図である。
【図１０】岩塩ルーム施工後の岩塩ルーム施工設備の利用形態の説明に用いる構成図である。
【図１１】従来の濃塩水を生成するための技術として適用し得る天日塩田法、塩田−せんごう法、及びイオン交換膜法の手順を示すブロック図である。
【図１２】イオン交換膜法を実施する際の電気透析を行う部分の構成例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０    濃塩水生成装置
１８    膜蒸留膜モジュール（第１の濃塩水生成手段）
２４    濃塩水タンク（第１のタンク）
３２    制御盤
４０    熱源（第１の加熱手段）
４２    蒸発タンク（第２のタンク）
４４    熱源（第２の加熱手段）
５２    吹付器
５４    岩塩ルーム
５５    工場
５８    貯留槽
６４    岩塩層
６６    パネル下地（板状部材）
６８    壁
７０    散水パイプ
７６    岩塩パネル
７８    水槽
８２    基材（板状部材）
９０    海水
９２    膜
９９    濃塩水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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